가스 가격이 사상 최고치를 기록하면서 화석 연료 가스에 대한 재생 가능한 대안 중 하나는 음식물 쓰레기, 농장 슬러지 및 하수에서 나옵니다. 아일랜드 수도 더블린에서 멀지 않은 대규모 산업 시설에서 한 남자는 오래된 음식물 쓰레기와 돼지 분뇨가 유럽이 기후 변화에 맞서 싸우고 에너지에 대한 러시아에 대한 의존도를 줄이는 데 도움이 될 수 있다고 말했습니다. Billy Costello는 부패하는 유기물이 바이오 가스를 방출한다고 설명합니다. Green Generation과 같은 회사는 수집 및 정화하여 메탄 또는 바이오 메탄을 생산할 수 있다고 설명합니다.
러시아가 공급하는 천연가스가 아닌 다른 에너지원을 찾아 블라디미르 푸틴 정권과 거리를 둘 수 있는 기회라고 그는 주장한다.
유럽 정부는 러시아가 우크라이나 침공을 시작한 이후 어려운 시나리오에 직면했습니다. 한편으로는 푸틴 정권과 그와 가까운 부유한 사업가들에 대한 제재를 가하는 한편, 다른 한편으로 는 러시아로부터 매일 수백만 달러의 가스를 계속 구매하고 있습니다. 유럽은 천연 가스의 약 40%를 러시아에서 가져 오고 일부 국가에서는 러시아 화석 연료 수입 금지를 부과하는 데 미국 을 따르는 것을 꺼려 했습니다.
이것이 유럽 위원회가 최근 유럽의 바이오메탄 생산 및 기타 연료 공급원에 대한 새롭고 야심찬 목표를 설정하기로 결정한 이유입니다. 위원회 위원장인 Ursula von der Leyen 은 성명 에서 "우리는 러시아의 석유, 석탄 및 가스로부터 독립해야 합니다. 우리는 우리를 명시적으로 위협하는 공급업체에 의존할 수 없습니다."라고 말했습니다.
이는 약 1,500억 입방미터(bcm)의 러시아 가스를 다른 출처의 가스로 대체하고 다양한 대체 에너지도 사용하는 것을 의미합니다. 위원회 는 2030년까지 바이오메탄이 35bcm에 해당하는 것을 대체할 수 있기를 희망하며 이는 현재 유럽의 바이오메탄 생산량이 약 3bcm에 불과한 것보다 10배 이상 증가한 것 입니다.
Green Generation 공장에서는 슈퍼마켓 체인의 오래된 식품, 인근 돼지 농장의 분뇨 및 기타 폐기물이 거대한 혐기성 소화조에 쌓여 있습니다. Costello는 가스 구동 도로 차량에 사용하는 영국의 고객을 포함하여 이 시스템에서 수집한 바이오메탄에 대한 다양한 구매자를 보유하고 있습니다.
천연 가스와 화학적으로 동일한 바이오메탄은 연소하여 전기를 생산하거나 가스 그리드를 통해 가정용 보일러로 보낼 수도 있습니다. 2015년에 유럽에서 소비된 바이오메탄의 약 절반이 가정 난방에 사용되었습니다 .그러나 천연 가스와 바이오메탄 사이에는 두 가지 주요 차이점이 있습니다. 첫째, 썩어가는 물질로부터 이를 포획하면 대기 중으로 빠져나갈 메탄이 직접 방출되는 것을 방지할 수 있습니다. 메탄은 20년 동안 측정했을 때 이산화탄소보다 약 84배 더 강력한 온실 가스이기 때문에 이것은 중요합니다 . 연소되면 바이오메탄은 이미 순환 중이던 탄소만 방출하는 반면, 화석 연료인 천연 가스는 지하에 잠겨 있던 탄소를 방출합니다.
둘째, 바이오메탄은 천연 가스보다 훨씬 더 많은 위치에서 생산될 수 있습니다. 이는 국가가 화석 연료 매장량이 있는 국가에 의존하지 않아도 된다는 것을 의미합니다.
Billy Costello는 바이오가스 산업에서 대신 처리할 수 있는 폐기물이 유럽에서 많이 있다고 말합니다.
혐기성 소화기는 하수 슬러지, 동물성 지방, 해조류, 임업 폐기물 및 잔디 절단뿐만 아니라 버려진 가정 식품 및 동물 분뇨를 비롯한 다양한 재료 또는 공급원료에서 작동할 수 있습니다. 그러나 Costello는 실제로 유럽 위원회가 설정한 거대한 목표에 도달하기에 충분한 폐기물이 유럽에 있다는 데 회의적입니다. 그리고 그가 35bcm 목표에 의문을 제기하는 것은 혼자가 아닙니다.
"이는 이러한 폐기물 및 잔류물 공급원료를 사용하여 2030년에 실현 가능하다고 보는 것보다 훨씬 훨씬 높습니다."라고 국제 청정 운송 협의회(International Council of Clean Transportation)에서 연료에 중점을 두고 있는 연구원인 Chelsea Baldino는 말합니다.
문제는 엄청난 양의 폐기물이 필요하다는 것뿐만 아니라 이 물질을 혐기성 소화조가 있는 곳으로 운반해야 하고 방출된 가스도 정화해야 한다는 것입니다. 현재 유럽 대륙 곳곳에 흩어져 있는 비교적 작은 식물들로 이루어진 유럽의 바이오메탄 산업을 대규모로 확장하는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다.
Baldino와 그녀의 동료들은 유럽이 신흥 혐기성 소화조를 위한 충분한 생분해성 유기 물질을 축적하기 위해 급히 옥수수와 같은 작물을 사용하게 될 것이라고 우려하고 있습니다. 그러나 그때는 바이오메탄이 훨씬 덜 친환경적이 될 수 있는 때입니다.
Baldino는 "이 작물을 사용하여 바이오 가스 또는 바이오 연료를 생산할 때 이러한 식품 및 사료 작물의 가격을 인상하게 됩니다"라고 말합니다. "당신은 생산에 더 많은 토지를 가져오고 있습니다."
유럽에서 이러한 작물에 대한 높은 수요가 아마존 열대우림과 같은 곳에서 농경지를 확장하게 된다면, 그것은 지구 반바퀴의 열대우림 파괴를 가속화할 수 있습니다. 그러한 시나리오는 바이오메탄으로의 전환이 그렇지 않은 경우만큼 배출량을 줄이지 않을 것임을 의미할 수 있습니다.
Baldino는 현재 유럽에서 생산되는 바이오메탄의 약 절반이 종종 동물 사료로 사용되는 옥수수 사일리지에서 나온다고 지적합니다. 그녀와 그녀의 동료들은 바이오메탄 산업이 폐기물 소스에 의존하는 것을 선호할 것입니다. 그러나 그렇게 하면 2030년까지 생산량이 15bcm 이하로 제한 될 수 있다고 그들은 추정합니다.
그러나 단 8년 만에 유럽의 폐기물 출처에서 얼마나 많은 바이오메탄이 나올 수 있는지에 대해 상당한 불일치가 있음을 주목하는 것이 중요합니다. 유럽 바이오가스 협회(European Biogas Association)는 훨씬 더 낙관적이며 옥수수와 같은 식량 작물에 의존하지 않고도 35bcm를 달성할 수 있다고 말합니다 .
한편 국제 에너지 기구(International Energy Agency)는 그러한 프로젝트에 필요한 리드 타임 때문에 단기적으로 바이오메탄 생산을 확대할 수 있는 "잠재력이 제한적"이라고 말합니다 . 기관은 가까운 시일 내에 총 약 30bcm의 대체 가스 공급을 달성하기 위해 러시아 이외의 국가에서 가스 수입을 늘리는 것을 포함하여 다양한 조치를 결합해야 한다고 제안합니다.
위원회의 목표가 달성 가능한지 여부와 상관없이 업계의 지지자들은 바이오메탄 생산이 향후 몇 년 동안 급격히 증가할 수 있다고 말합니다.
바이오메탄의 문제 중 일부는 혐기성 소화 과정 자체의 복잡성입니다. 소화조에서 바이오가스를 생산하는 데 광범위한 공급원료가 사용될 수 있지만 노르웨이 지속 가능성 연구 연구소(Norwegian Institute for Sustainability Research)의 선임 연구원인 Kari-Anne Lyng은 이들 모두 단백질 및 암모니아와 같은 기타 화합물의 수준이 서로 다르다고 말합니다. 이러한 공급원료를 소화하는 미생물은 이러한 분자가 균형을 잘 이룰 때 가장 잘 작동합니다. 그렇지 않으면 소화조 내의 환경이 메탄을 만드는 내부의 특정 미생물에 유독해집니다.
양어장에서 나오는 슬러지는 지방과 단백질이 풍부하여 메탄 생성에 좋지만 실제로는 안정적 소화를 보장하기에는 너무 생산적입니다. 그러나 회사는 적절한 균형을 얻기 위해 지방이 적은 다른 공급원료와 혼합하는 경향이 있습니다.
이것은 제지 공장의 폐수가 매년 양식장에서 나오는 70,000톤의 슬러지와 혼합되는 노르웨이 중부의 Skogn 바이오가스 공장에서 일어나는 일입니다. 그것은 세계에서 가장 큰 액체 바이오 가스 공장입니다.
공장 뒤에 있는 회사들은 도로 차량의 연료로서 바이오메탄의 잠재력을 강조합니다. 액체로 압축되어 디젤처럼 연료 탱크로 펌핑될 수 있고 오늘날의 기술로 배터리가 할 수 있는 것보다 더 안정적으로 장거리에 걸쳐 대형 트럭에 동력을 공급할 수 있습니다.
많은 회사들이 이미 차량에 액체 또는 압축 형태의 바이오메탄을 사용하고 있습니다. 영국의 소매업체인 John Lewis Partnership이 그 한 예입니다. 회사는 2028 년까지 600대의 배달 트럭 모두가 연료 를 사용 하기를 희망하고 있습니다 .
그러나 일부는 차량용 연료로서 바이오메탄의 급속한 확장으로 인해 연료 사용자가 진정한 친환경 바이오메탄에 의존하는지 아니면 더 의심스러운 제품에 의존하는지 알기가 어려워질 것이라고 우려하고 있습니다.
독립적인 배기가스 테스트 회사인 Emissions Analytics의 설립자이자 CEO인 Nick Molden은 "이런 종류의 물질을 인증하는 시스템이 충분히 강력하다고 확신하지 못합니다."라고 말했습니다.
그는 불행히도 자동차 산업이 배기 가스 기준을 위반하는 것이 낯설지 않다고 말합니다. 2015년에 폭스바겐은 배기가스 테스트에서 부정확한 결과를 산출하는 기술을 1,100만 대의 차량에 설치하여 실제보다 더 깨끗하게 보이게 하는 기술을 설치한 것으로 밝혀졌습니다. 회사 는 당시 사과했다 .
그러나 Molden은 바이오메탄 산업을 위한 견제와 균형의 좋은 시스템이 이론적으로 실현 가능하다고 말합니다. 그는 바이오메탄을 생산하는 데 사용된 공급원료에 따라 달라지는 소량의 불순물이 바이오메탄에 있다고 설명합니다.
예를 들어, 이는 유럽 폐기물 출처에서만 온다고 하는 운송된 바이오메탄이 실제로 부분적으로 남미에서 재배된 작물에서 파생되었는지 여부를 밝힐 수 있습니다.
그러나 바이오메탄의 규모 확대와 관련된 문제는 여기서 그치지 않습니다. 연료의 전체 매력 중 일부는 메탄 배출량을 낮출 것이라는 약속입니다. 그러나 혐기성 소화조에서 메탄을 완벽하게 가두는 것은 어렵습니다. 소량이지만 중요하지 않은 양의 가스가 누출되는 경향이 있습니다.
2021년에 발표된 10개의 영국 바이오가스 공장에 대한 연구에 따르면 이러한 누출 비율은 상당히 다양하며 이를 고려하지 않고 감소시키지 않으면 영국의 순 제로 목표를 위협하기에 충분할 수 있습니다. (천연가스 산업 도 메탄 누출과 관련 이 있습니다 .)
또한, 바이오메탄이 수집된 후 혐기성 소화조에 남아 있는 물질(소화물로 알려진)은 영양분이 풍부하며 때로는 퇴비화를 통해 비료 제품으로 전환됩니다. 그러나 작년에 발표된 별도의 연구에서는 고체 소화물을 퇴비화하는 과정이 음식물 쓰레기 퇴비화보다 12배 더 높은 메탄 배출 과 관련이 있음을 발견했습니다. 이는 분명히 혐기성 소화조에서 옮겨온 미생물의 활동 때문입니다. 연구원들은 이러한 일이 발생하지 않도록 소화조 폐기물을 퇴비화하기 전에 미생물을 제거하는 것이 가능할 수 있다고 제안했습니다.
그러나 이 물질을 안전하게 처리할 수 있다면 유럽의 농업에 도움이 될 수 있는 고가의 영양소가 그 안에 잠겨 있습니다. 노르웨이 유기농업 센터의 박사 후보인 Joshua Cabell은 현재 많은 바이오가스 공장이 소화물을 운반하고 처리하는 데 드는 비용 때문에 소화물을 버리고 있다고 말합니다. "아마도 상승하는 비료 가격 은 소화물의 사용을 장려할 것입니다."라고 그는 덧붙입니다.
바이오메탄은 기적의 연료가 아닐 수 있습니다. 그러기에는 너무 많은 복잡성이 있습니다. 그러나 쌓이고 분해되고 기후 위기를 더욱 악화시킬 수 있는 폐기물에서 얼마나 많은 에너지를 얻을 수 있는지 생각하는 것은 감질나는 일입니다.
Billy Costello는 이 모든 낭비를 재고할 때 오는 잠재력과 기타 다양한 기회에 대해 안주합니다. 그가 공장에서 받은 오래된 식품 중 일부는 제거된 플라스틱 포장으로 도착합니다. Green Generation은 이것을 100% 재활용 플라스틱 화분으로 바꾸는 방법을 생각해 냈고 곧 플라스틱 전신주도 생산할 예정입니다.
유럽연합 집행위원회가 설정한 목표는 여전히 높지만, Costello는 바이오메탄이 마침내 많은 관심을 받고 있다는 사실에 안심했습니다.
그는 "푸틴이 우크라이나를 침공하더라도 우리는 이 일을 했어야 했다"고 말했다.
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